Question

7．将6.5g锌投入100ml2mol/L的稀硫酸（已知溶液密度为1.12g/cm³）中充分反应．试计算
（1）产生的氢气在标准状况下的体积．
（2）反应后所得溶液的质量．
（3）现有2mol/L的稀盐酸和稀硫酸各100ml，分别加入等质量的铁，反应后生成的气体在标准状况下的体积比为2：3，求加入铁的质量．

Answer 1

分析 （1）据Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，进行计算；
（2）利用差量法计算，溶液减少的质量即为氢气的质量；
（3）发生反应为：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑①、Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑②，加入铁粉质量相等，如果对于这两个反应都是铁不足，则Fe完全反应，生成气体体积之比为1：1，若酸都不足，则酸完全反应，根据方程式可知，生成的气体体积之比为1：2，而实际气体体积之比为2：3，所以肯定是铁对一个反应来说是不足，对于另一个反应是过量．通过方程式可以看出来，铁消耗HCl多，对于①反应来说是盐酸不足，可以算出来生成H₂为0.1mol，根据体积比可算出来②反应生成H₂为0.15mol，对于②反应是Fe不足，以此计算铁的质量．

解答 解：（1）n（H₂SO₄）=0.1L×2mol/L=0.2mol，n（Zn）=$\frac{6.5g}{65g/mol}$=0.1mol，注意在计算时以不足的作为计算对象，
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
1                           22.4
0.1                        2.24
答：产生的氢气在标准状况下的体积为2.24L．
（2）Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑～△m=2g
         1                                           2
         0.1                                       0.2
m（溶液）=1.12g/cm³×100ml+6.5g-0.2g=118.3g，
答：反应后所得溶液的质量118.3g．
（3）发生反应为：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑①、Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑②，加入铁粉质量相等，
如果对于这两个反应都是铁不足，则Fe完全反应，生成气体体积之比为1：1，
若酸都不足，则酸完全反应，根据方程式可知，生成的气体体积之比为1：2，
而实际气体体积之比为2：3，所以肯定是铁对一个反应来说是不足，对于另一个反应是过量．通过方程式可以看出来，铁消耗HCl多，对于①反应来说是盐酸不足，对于②反应是Fe不足，
反应①生成气体的物质的量为$\frac{0.1L×2mol/L}{2}$=0.1mol，反应完毕后生成气体的体积之比为2：3，所以由硫酸生成的气体为0.1mol×$\frac{3}{2}$=0.15mol，
设铁的质量为x，则Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑②
                            56g                    1mol
                            x                      0.15mol
所以，56g：x=1mol：0.15mol，解得x=8.4g，
答：加入铁的质量为8.4g．

点评 本题考查过量计算、根据方程式计算，题目难度不大，本题注意通过反应方程式判断反应的过量问题是关键．